5G（第5世代移動通信システム）：特徴、周波数帯、用途、対応端末

主な特性と技術

従来世代と比べ、5Gは大きく三つの能力領域を重視する。すなわち、拡張モバイルブロードバンド（携帯電話および固定無線アクセス向けの、より高い最大・平均データ通信速度）、超高信頼・低遅延通信（迅速かつ確実な応答を必要とする用途向け）、多数同時接続通信（多数の低消費電力センサーやIoT機器への対応）である。これを可能にする技術には、New Radio（NR）と呼ばれる再設計された無線インターフェース、大規模MIMOなどの高度なアンテナシステム、信号を特定方向へ向けるビームフォーミング、ネットワークスライシングやエッジコンピューティングなどを可能にするソフトウェア定義型ネットワーク要素が含まれる。

周波数帯とカバレッジ

5Gの展開では、通信速度とカバレッジの間にトレードオフのある多様な無線周波数が利用される。事業者は概ね次の周波数帯を導入している。

• 低周波数帯：既存の携帯電話用周波数帯に近い帯域である。広いカバレッジと建物内への良好な電波浸透性を提供する一方、LTEと比べた速度向上は限定的である。
• 中周波数帯：より高い周波数を用い、明らかに高速な通信と妥当な屋内カバレッジを実現する。容量とカバレッジの均衡を取るため、広く利用されている。
• 高周波数帯（ミリ波）：非常に広い帯域幅を持つ極めて高い周波数帯である。最高のピークデータ通信速度を実現できるが、到達距離が短く障害物にも遮られやすいため、カバレッジにはより多くのスモールセルが必要となる。

用途と実用例

日常的な消費者利用では、5Gはスマートフォンのダウンロード・アップロード速度を改善し、双方向アプリケーションの遅延を減らし、有線ブロードバンドの代替として固定無線アクセスを支えることができる。消費者向けモバイルブロードバンド以外では、産業オートメーション、コネクテッドカー、スマートシティのインフラストラクチャー、拡張現実および仮想現実、予測可能な低遅延または多数の接続機器への対応を必要とする用途での活用が推進されている。これらの用途の多くは、プライベートまたは専用の5Gネットワークとエッジコンピューティングサービスによって実現される。

サービス展開、端末、互換性

商用5Gサービスは2019年頃から登場し始め、その後数年間で急速に拡大した。5Gを利用するには、端末に対応する5Gモデムが搭載されている必要がある。2019年以降に販売された最新のスマートフォンの多くは少なくとも一形態の5Gに対応しており、通常は対応状況を示す表示が付されている。事業者は多くの場合、4Gと併せて5Gを展開し、両世代を共存させるためにダイナミックスペクトラムシェアリングなどの技術を用いる。5Gは4Gを即座に置き換えるものではなく、移動体通信ネットワークを段階的に発展させる拡張である。

制約、規制、健康に関する考慮事項

実際の5G性能は、周波数帯、ネットワーク設計、地域の基地局配置密度によって大きく異なる。5Gで宣伝される高速通信は理想的な条件下では実現可能だが、カバレッジや端末性能により、多くの利用者が経験する通信速度はそれより低くなる。ミリ波を支える高密度ネットワークの展開には費用がかかり、地域の計画制度や規制の対象にもなる。健康への影響に関する懸念は広まっているものの、主要な保健機関や科学的レビューは、5Gが疾病を引き起こすという主張を支持していない。権威ある指針や研究の要約については、保健機関や規制当局によるレビューなどの信頼できる情報源を参照するとよい。健康に関する情報。

総じて5Gは、セルラー通信ネットワークで可能なことを広げるための、連携した技術的・規制上の進展の集合である。その利点は、高速なモバイルブロードバンドや新たな産業分野での導入にすでに現れている。一方で、カバレッジ、端末、バックエンドサービスの成熟に伴い、より広範で変革的な活用事例は引き続き発展している。